JP2013094000A

JP2013094000A - Power regeneration system

Info

Publication number: JP2013094000A
Application number: JP2011235416A
Authority: JP
Inventors: Raita Nakanishi; 雷太中西
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-05-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power regeneration system that can improve the fuel consumption of a vehicle by appropriately designing an electric circuit including a high voltage battery, a low-voltage battery, and a generator.SOLUTION: The power of rear wheels 4L and 4R is regenerated to the electric power by a motor generator 2 when braking the vehicle 1, and the power of front wheels 8L and 8R is regenerated to the electric power by alternators 9L and 9R. The rotation of the front wheels 8L and 8R is raised in rotational speed and transmitted to the alternators 9L and 9R. A field current supplied to the alternators 9L and 9R is controlled so that the power generation voltage of the alternators 9L and 9R may become below the rated voltage of high voltage battery 27 and more than the rated voltage of the low-voltage battery 25. A bidirectional DC-DC converter 21 lies between the high voltage battery 27, the low-voltage battery 25 and the alternators 9L and 9R.

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッドカーなどの車両に備えられる電力回生システムに関する。 The present invention relates to a power regeneration system provided in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid car.

電気自動車やハイブリッドカーには、走行用モータおよび発電機として機能するモータジェネレータが備えられている。 Electric cars and hybrid cars are provided with a motor generator that functions as a running motor and a generator.

車両の加速時には、モータジェネレータが走行用モータとして機能し、バッテリから供給される電力でモータジェネレータが駆動されて、モータジェネレータの出力が車両の駆動輪に伝達される。 When the vehicle is accelerated, the motor generator functions as a traveling motor, and the motor generator is driven by the electric power supplied from the battery, and the output of the motor generator is transmitted to the driving wheels of the vehicle.

車両の制動時には、モータジェネレータが発電機として機能し、駆動輪からモータジェネレータに伝達される動力が電力に回生されて、その電力でバッテリが充電される。これにより、駆動輪の運動エネルギーが無駄に消費されることを防止でき、燃費の向上を図ることができる。 When the vehicle is braked, the motor generator functions as a generator, and the power transmitted from the drive wheels to the motor generator is regenerated into electric power, and the battery is charged with the electric power. Thereby, it is possible to prevent the kinetic energy of the drive wheels from being wasted, and to improve fuel efficiency.

しかしながら、車両の制動時に、従動輪の運動エネルギーが無駄に消費されている。すなわち、車両の制動時の従動輪の運動エネルギーは、サービスブレーキ（フットブレーキ）により、熱エネルギー（摩擦熱）に変換され、電力に回生されていない。 However, the kinetic energy of the driven wheel is wasted when braking the vehicle. That is, the kinetic energy of the driven wheel at the time of braking of the vehicle is converted into thermal energy (friction heat) by the service brake (foot brake) and is not regenerated into electric power.

たとえば、エンジンを駆動源とする前輪駆動車において、駆動輪に連結されるドライブシャフトに前輪側ジェネレータを設けるとともに、左右の後輪を連結する後輪シャフトに後輪側ジェネレータを設けて、前輪側ジェネレータおよび後輪側ジェネレータの発電電力でバッテリを充電する構成が提案されている。この構成では、車両の制動時に、従動輪である後輪の運動エネルギーが無駄にならず、燃費のさらなる向上を図ることができる。 For example, in a front-wheel drive vehicle using an engine as a drive source, a front-wheel generator is provided on a drive shaft connected to the drive wheel, and a rear-wheel generator is provided on a rear wheel shaft connecting left and right rear wheels. A configuration has been proposed in which the battery is charged with the power generated by the generator and the rear wheel generator. With this configuration, the kinetic energy of the rear wheel, which is a driven wheel, is not wasted when the vehicle is braked, and fuel consumption can be further improved.

特開２００４−２１０２０５号公報JP 2004-210205 A 特開２００２−１７６７０４号公報JP 2002-176704 A

ところが、電気自動車やハイブリッドカーには、バッテリとして、モータジェネレータの駆動に必要な電力を蓄えておくための高圧バッテリおよびその他の電気負荷の駆動に必要な電力を蓄えておくための低圧バッテリが備えられている。そのため、前述の提案に係る構成を電気自動車やハイブリッドカーに適用する場合には、高圧バッテリ、低圧バッテリおよび従動輪の動力を電力に回生するためのジェネレータを含む電気回路の適切な設計が必要となる。 However, electric vehicles and hybrid cars are equipped with a high-voltage battery for storing electric power necessary for driving the motor generator and a low-voltage battery for storing electric power necessary for driving other electric loads. It has been. Therefore, when the configuration according to the above proposal is applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle, it is necessary to appropriately design an electric circuit including a high voltage battery, a low voltage battery, and a generator for regenerating the power of the driven wheel into electric power. Become.

本発明の目的は、高圧バッテリ、低圧バッテリおよび発電機を含む電気回路が適切に設計されることにより、車両の燃費の向上を図ることができる、電力回生システムを提供することである。 The objective of this invention is providing the electric power regeneration system which can aim at the improvement of the fuel consumption of a vehicle by the electrical circuit containing a high voltage battery, a low voltage battery, and a generator being designed appropriately.

前記の目的を達成するため、本発明に係る電力回生システムは、前輪および後輪の一方をモータジェネレータからの駆動力が伝達される駆動輪とし、その他方を駆動力が伝達されない従動輪とする車両に備えられ、前記車両の制動時に運動エネルギーを電力に回生する電力回生システムであって、前記モータジェネレータに供給される電力が蓄積される高圧バッテリと、前記高圧バッテリよりも定格電圧が低い低圧バッテリと、前記従動輪の回転が回転速度を高めて伝達され、前記従動輪の動力を電力に回生する発電機と、前記高圧バッテリと前記低圧バッテリおよび前記発電機との間に介在された双方向ＤＣ−ＤＣコンバータと、前記車両の制動時に、前記発電機の発電電圧が前記高圧バッテリの定格電圧以下かつ前記低圧バッテリの定格電圧以上となるように、前記発電機に供給される界磁電流を制御する発電制御手段とを含む。 In order to achieve the above object, in the power regeneration system according to the present invention, one of the front wheels and the rear wheels is a driving wheel to which the driving force from the motor generator is transmitted, and the other is a driven wheel to which the driving force is not transmitted. A power regeneration system that is provided in a vehicle and regenerates kinetic energy into electric power during braking of the vehicle, the high voltage battery storing electric power supplied to the motor generator, and the low voltage having a lower rated voltage than the high voltage battery The battery, the rotation of the driven wheel transmitted at an increased rotational speed, and the generator that regenerates the power of the driven wheel into electric power, and both interposed between the high-voltage battery, the low-voltage battery, and the generator DC-DC converter, and when braking the vehicle, the generated voltage of the generator is less than the rated voltage of the high voltage battery and the rated voltage of the low voltage battery As it will be on pressure or, and a power generation control means for controlling a field current supplied to the generator.

車両の加速時には、高圧バッテリからモータジェネレータに電力が供給されて、モータジェネレータから出力される駆動力が駆動輪に伝達される。駆動輪は、車両の前輪および後輪の一方である。前輪および後輪の他方は、駆動力が伝達されず、車両の走行に伴って回転する従動輪である。従動輪に関連して、発電機が設けられている。車両の制動時には、モータジェネレータにより、駆動輪の動力が電力に回生されるとともに、発電機により、従動輪の動力が電力に回生される。 When the vehicle is accelerated, electric power is supplied from the high-voltage battery to the motor generator, and the driving force output from the motor generator is transmitted to the drive wheels. The drive wheel is one of the front wheel and the rear wheel of the vehicle. The other of the front and rear wheels is a driven wheel that does not transmit driving force and rotates as the vehicle travels. A generator is provided in connection with the driven wheel. When the vehicle is braked, the power of the driving wheels is regenerated to electric power by the motor generator, and the power of the driven wheels is regenerated to electric power by the generator.

発電機には、従動輪の回転がその回転速度を高めて伝達される。これにより、発電機の発電効率を向上させることができる。 The rotation of the driven wheel is transmitted to the generator at an increased rotational speed. Thereby, the power generation efficiency of a generator can be improved.

発電機に供給される界磁電流は、発電機の発電電圧が高圧バッテリの定格電圧以下かつ低圧バッテリの定格電圧以上となるように制御される。そして、高圧バッテリと低圧バッテリおよび発電機との間には、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータが介在されている。 The field current supplied to the generator is controlled so that the generated voltage of the generator is equal to or lower than the rated voltage of the high voltage battery and equal to or higher than the rated voltage of the low voltage battery. A bidirectional DC-DC converter is interposed between the high voltage battery, the low voltage battery, and the generator.

高圧バッテリと発電機との間に双方向ＤＣ−ＤＣコンバータが介在されているので、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータにより、発電機の発電電圧（直流電圧）を高圧バッテリの定格電圧に昇圧し、その定格電圧で高圧バッテリを充電することができる。その結果、従動輪の運動エネルギーが無駄にならず、燃費の向上を図ることができる。 Since the bidirectional DC-DC converter is interposed between the high-voltage battery and the generator, the bidirectional DC-DC converter boosts the generated voltage (DC voltage) of the generator to the rated voltage of the high-voltage battery. A high voltage battery can be charged at the rated voltage. As a result, the kinetic energy of the driven wheel is not wasted and the fuel consumption can be improved.

また、高圧バッテリと低圧バッテリとの間に双方向ＤＣ−ＤＣコンバータが介在されているので、高圧バッテリから出力される直流電圧を低圧バッテリの定格電圧に降圧し、その定格電圧で低圧バッテリを充電することができる。 In addition, since a bidirectional DC-DC converter is interposed between the high-voltage battery and the low-voltage battery, the DC voltage output from the high-voltage battery is stepped down to the rated voltage of the low-voltage battery, and the low-voltage battery is charged with the rated voltage. can do.

このように、発電機の発電電圧で高圧バッテリを充電することができ、かつ、高圧バッテリの出力電圧で低圧バッテリを充電することができるので、高圧バッテリ、低圧バッテリおよび発電機を含む電気回路は適切に設計されていると言える。 Thus, since the high voltage battery can be charged with the generated voltage of the generator and the low voltage battery can be charged with the output voltage of the high voltage battery, the electric circuit including the high voltage battery, the low voltage battery and the generator is It can be said that it is properly designed.

従動輪は、車両の前輪であることが好ましい。 The driven wheel is preferably the front wheel of the vehicle.

車両の制動時には、前輪に相対的に大きい荷重がかかる前荷重となる。従動輪の動力が電力に回生される構成において、従動輪が前輪であれば、車両の制動時に、前輪に回生制動トルクを付与することができる。そのため、モータジェネレータに供給されるモータ電流を増加させて、後輪に付与される回生制動トルクを増大させても、前輪および後輪に作用する制動トルク（サービスブレーキの制動トルクおよび回生制動トルク）の比率を適切な比率（たとえば、７：３）に保つことができる。その結果、車両を良好に制動させることができながら、モータジェネレータおよび発電機から大きな電力を発生させることができる。 When the vehicle is braked, the front load is a relatively large load applied to the front wheels. In the configuration in which the power of the driven wheel is regenerated to electric power, if the driven wheel is a front wheel, regenerative braking torque can be applied to the front wheel during braking of the vehicle. Therefore, even if the motor current supplied to the motor generator is increased and the regenerative braking torque applied to the rear wheels is increased, the braking torque acting on the front wheels and the rear wheels (service brake braking torque and regenerative braking torque) Can be kept at an appropriate ratio (for example, 7: 3). As a result, large electric power can be generated from the motor generator and the generator while the vehicle can be braked satisfactorily.

また、低圧バッテリと発電機との間に、発電機から低圧バッテリに供給される電圧を降圧するための降圧コンバータが介在されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a step-down converter for stepping down the voltage supplied from the generator to the low-voltage battery is interposed between the low-voltage battery and the generator.

降圧コンバータにより、発電機の発電電圧（直流電圧）を低圧バッテリの定格電圧に降圧し、その定格電圧で低圧バッテリを充電することができる。よって、発電機から出力される電力を高圧バッテリおよび低圧バッテリに分散して供給することができる。 With the step-down converter, the generated voltage (DC voltage) of the generator can be stepped down to the rated voltage of the low voltage battery, and the low voltage battery can be charged with the rated voltage. Therefore, the electric power output from the generator can be distributed and supplied to the high voltage battery and the low voltage battery.

本発明によれば、高圧バッテリ、低圧バッテリおよび発電機を含む電気回路が適切に設計されているので、車両の燃費の向上を図ることができる。 According to the present invention, since the electric circuit including the high voltage battery, the low voltage battery, and the generator is appropriately designed, the fuel efficiency of the vehicle can be improved.

図１は、本発明の一実施形態に係る電力回生システムが備えられた車両の要部の構成を図解的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a main part of a vehicle provided with a power regeneration system according to an embodiment of the present invention. 図２は、前輪と発電機との連結部分の図解的な断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a connecting portion between the front wheel and the generator. 図３は、車両の非制動時におけるオルタネータ、高圧バッテリおよび低圧バッテリ間での電力の流れを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a flow of electric power among the alternator, the high voltage battery, and the low voltage battery when the vehicle is not braked. 図４は、車両の制動時におけるオルタネータ、高圧バッテリおよび低圧バッテリ間での電力の流れを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of electric power between the alternator, the high voltage battery, and the low voltage battery during braking of the vehicle. 図５は、車両ＥＣＵによって実行される制動時制御ルーチンの流れを示すフローチャート（その１）である。FIG. 5 is a flowchart (part 1) showing the flow of the braking control routine executed by the vehicle ECU. 図６は、車両ＥＣＵによって実行される制動時制御ルーチンの流れを示すフローチャート（その２）である。FIG. 6 is a flowchart (part 2) showing the flow of the braking control routine executed by the vehicle ECU. 図７は、回生ＥＣＵによって実行されるオルタネータ制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a flow of an alternator control routine executed by the regenerative ECU. 図８は、本発明の他の実施形態に係る前輪駆動方式の電気自動車の要部の構成を図解的に示す図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of an electric vehicle of a front wheel drive system according to another embodiment of the present invention. 図９は、本発明のさらに他の実施形態に係る後輪駆動方式のハイブリッドカーの要部の構成を図解的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of a rear-wheel drive hybrid car according to still another embodiment of the present invention.

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る電力回生システムが備えられた車両の要部の構成を図解的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a main part of a vehicle provided with a power regeneration system according to an embodiment of the present invention.

車両１は、モータジェネレータ２を駆動源とする電気自動車である。モータジェネレータ２の回転軸は、ギヤボックス３内に収容された複数のギヤ（図示せず）からなるギヤ列を介して、車両１の左右の後輪４Ｌ，４Ｒを連結する後輪シャフト５に固定されたギヤ６と連結されている。これにより、モータジェネレータ２の回転軸は、後輪シャフト５の回転速度の約５〜１０倍の回転速度で回転する。 The vehicle 1 is an electric vehicle that uses a motor generator 2 as a drive source. The rotating shaft of the motor generator 2 is connected to the rear wheel shaft 5 that connects the left and right rear wheels 4L, 4R of the vehicle 1 via a gear train composed of a plurality of gears (not shown) housed in the gear box 3. It is connected to a fixed gear 6. As a result, the rotation shaft of the motor generator 2 rotates at a rotation speed of about 5 to 10 times the rotation speed of the rear wheel shaft 5.

モータジェネレータ２には、インバータおよびコンバータを含むモータジェネレータ駆動回路７が接続されている。 A motor generator drive circuit 7 including an inverter and a converter is connected to the motor generator 2.

また、車両１の左右の前輪８Ｌ，８Ｒに関連して、それぞれオルタネータ９Ｌ，９Ｒが設けられている。 Further, alternators 9L and 9R are provided in relation to the left and right front wheels 8L and 8R of the vehicle 1, respectively.

図２は、前輪と発電機との連結部分の図解的な断面図である。 FIG. 2 is a schematic sectional view of a connecting portion between the front wheel and the generator.

図２には、右前輪８Ｒおよびオルタネータ９Ｒの連結部分の構成が示されている。以下では、右前輪８Ｒとオルタネータ９Ｒとの連結部分の構成を取り上げて説明する。左前輪８Ｌとオルタネータ９Ｌとの連結部分の構成は、右前輪８Ｒとオルタネータ９Ｒとの連結部分の構成と左右対称をなしている。 FIG. 2 shows the configuration of the connecting portion of the right front wheel 8R and the alternator 9R. Hereinafter, the configuration of the connecting portion between the right front wheel 8R and the alternator 9R will be described. The configuration of the connecting portion between the left front wheel 8L and the alternator 9L is bilaterally symmetric with the configuration of the connecting portion between the right front wheel 8R and the alternator 9R.

車両１の右前部には、右前輪８Ｒ（ホイール）が取り付けられるハブ１１が設けられている。ハブ１１は、略円板状をなしている。ハブ１１の中心から車幅方向の内側に向けて、前輪シャフト１２が延びている。前輪シャフト１２は、ハブキャリア１３に回転可能に保持されている。これにより、ハブ１１は、前輪シャフト１２を支点に回転可能に設けられている。 A hub 11 to which a right front wheel 8R (wheel) is attached is provided at the right front portion of the vehicle 1. The hub 11 has a substantially disk shape. A front wheel shaft 12 extends from the center of the hub 11 toward the inside in the vehicle width direction. The front wheel shaft 12 is rotatably held by the hub carrier 13. Thereby, the hub 11 is rotatably provided with the front wheel shaft 12 as a fulcrum.

オルタネータ９Ｒとハブ１１Ｒとの間には、ギヤボックス１４が設けられている。ギヤボックス１４内には、複数のギヤ１５からなるギヤ列が収容されている。前輪シャフト１２の先端部は、ギヤボックス１４内に挿入されて、ギヤ列の一端をなすギヤ１５の中心に挿通されている。ギヤ列の他端をなすギヤ１５の中心には、回転軸１６の一端部が挿通されている。回転軸１６の他端部は、クラッチ１７を介して、オルタネータ９Ｒの回転軸１８の先端部に連結されている。 A gear box 14 is provided between the alternator 9R and the hub 11R. A gear train composed of a plurality of gears 15 is accommodated in the gear box 14. The front-end | tip part of the front-wheel shaft 12 is inserted in the gear box 14, and is penetrated by the center of the gear 15 which makes one end of a gear train. One end of the rotating shaft 16 is inserted through the center of the gear 15 forming the other end of the gear train. The other end of the rotating shaft 16 is connected to the tip of the rotating shaft 18 of the alternator 9R via the clutch 17.

クラッチ１７のオンにより、ギヤボックス１４から延びる回転軸１６とオルタネータ９Ｒの回転軸１８とが接続される。これにより、オルタネータ９Ｒの回転軸１８は、回転軸１６、ギヤボックス１４内のギヤ列、前輪シャフト１２およびハブ１１を介して右前輪８Ｒに接続される。この状態で、右前輪８Ｒの回転は、オルタネータ９Ｒの回転軸１８に伝達され、回転軸１８は、右前輪８Ｒの回転速度の約１０〜２０倍の回転速度で回転する。 When the clutch 17 is turned on, the rotating shaft 16 extending from the gear box 14 and the rotating shaft 18 of the alternator 9R are connected. Thereby, the rotating shaft 18 of the alternator 9R is connected to the right front wheel 8R via the rotating shaft 16, the gear train in the gear box 14, the front wheel shaft 12 and the hub 11. In this state, the rotation of the right front wheel 8R is transmitted to the rotation shaft 18 of the alternator 9R, and the rotation shaft 18 rotates at a rotation speed about 10 to 20 times the rotation speed of the right front wheel 8R.

また、車両１には、図１に示されるように、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１が設けられている。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の低圧側は、オルタネータ９Ｌ，９Ｒおよびアースと接続されている。オルタネータ９Ｌ，９Ｒと双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１とを電気的に接続するプラス配線２２は、一端が双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１に接続され、途中部で２本に分岐して、２つの他端がそれぞれオルタネータ９Ｌ，９Ｒのプラス端子に接続されている。一方、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の高圧側は、プラス配線２３およびマイナス配線２４を介して、モータジェネレータ駆動回路７と接続されている。 Further, as shown in FIG. 1, the vehicle 1 is provided with a bidirectional DC-DC converter 21. The low voltage side of the bidirectional DC-DC converter 21 is connected to the alternators 9L and 9R and the ground. A plus wire 22 that electrically connects the alternators 9L and 9R and the bidirectional DC-DC converter 21 is connected to the bidirectional DC-DC converter 21 at one end, and is branched into two at the middle portion. The ends are connected to the plus terminals of the alternators 9L and 9R, respectively. On the other hand, the high-voltage side of the bidirectional DC-DC converter 21 is connected to the motor generator drive circuit 7 via a plus wiring 23 and a minus wiring 24.

オルタネータ９Ｌ，９Ｒと双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１とを接続するプラス配線２２には、車両１に備えられている補機やヘッドライトなどの電気負荷に供給される電力を蓄えるための低圧バッテリ２５のプラス端子が電気的に接続されている。低圧バッテリ２５のマイナス端子は、アースに接続されている。低圧バッテリ２５の定格電圧は、約１２Ｖである。 A low voltage battery 25 for storing electric power supplied to an electric load such as an auxiliary machine or a headlight provided in the vehicle 1 is connected to the plus wiring 22 connecting the alternators 9L and 9R and the bidirectional DC-DC converter 21. The positive terminal is electrically connected. The negative terminal of the low voltage battery 25 is connected to the ground. The rated voltage of the low voltage battery 25 is about 12V.

プラス配線２２と低圧バッテリ２５のプラス端子との間には、降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６が介裝されている。降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６は、プラス配線２２から供給される直流電圧を低圧バッテリ２５の定格電圧に降圧する。低圧バッテリ２５は、降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６で降圧された直流電圧によって充電される。 A step-down DC-DC converter 26 is interposed between the positive wiring 22 and the positive terminal of the low-voltage battery 25. The step-down DC-DC converter 26 steps down the DC voltage supplied from the plus wiring 22 to the rated voltage of the low-voltage battery 25. The low voltage battery 25 is charged by the direct current voltage stepped down by the step-down DC-DC converter 26.

モータジェネレータ駆動回路７と双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１とを接続するプラス配線２３およびマイナス配線２４には、それぞれ高圧バッテリ２７のプラス端子およびマイナス端子が電気的に接続されている。高圧バッテリ２７は、モータジェネレータ２に供給される電力を蓄えるために設けられており、その定格電圧は、約２００〜３５０Ｖである。 A plus terminal and a minus terminal of a high-voltage battery 27 are electrically connected to a plus line 23 and a minus line 24 that connect the motor generator drive circuit 7 and the bidirectional DC-DC converter 21, respectively. The high voltage battery 27 is provided for storing electric power supplied to the motor generator 2 and has a rated voltage of about 200 to 350V.

そして、車両１には、各部の制御のために、車両ＥＣＵ３１、回生ＥＣＵ３２、モータＥＣＵ３３、ブレーキＥＣＵ３４およびバッテリＥＣＵ３５が備えられている。車両ＥＣＵ３１、回生ＥＣＵ３２、モータＥＣＵ３３、ブレーキＥＣＵ３４およびバッテリＥＣＵ３５は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを含む。 The vehicle 1 is provided with a vehicle ECU 31, a regenerative ECU 32, a motor ECU 33, a brake ECU 34, and a battery ECU 35 for controlling each part. Vehicle ECU 31, regenerative ECU 32, motor ECU 33, brake ECU 34, and battery ECU 35 include a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like.

車両ＥＣＵ３１は、車両１の全体を制御する。車両ＥＣＵ３１には、シフトレバーの位置を検出するシフトセンサ、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの操作量Ｂｒｋを検出するブレーキセンサおよび車速Ｖを検出する車速センサなどの各種センサの検出信号が入力される。車両ＥＣＵ３１は、その各種センサから入力される検出信号に基づいて、車両１の各部の制御に必要な指令を回生ＥＣＵ３２、モータＥＣＵ３３、ブレーキＥＣＵ３４およびバッテリＥＣＵ３５に与える。 The vehicle ECU 31 controls the entire vehicle 1. The vehicle ECU 31 includes various sensors such as a shift sensor that detects the position of the shift lever, an accelerator sensor that detects the operation amount of the accelerator pedal, a brake sensor that detects the operation amount Brk of the brake pedal, and a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed V. A detection signal is input. The vehicle ECU 31 gives commands necessary for controlling each part of the vehicle 1 to the regenerative ECU 32, the motor ECU 33, the brake ECU 34, and the battery ECU 35 based on detection signals input from the various sensors.

回生ＥＣＵ３２には、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの温度Ｔｇｌ，Ｔｇｒを検出する温度センサおよびオルタネータ９Ｌ，９Ｒから出力される電流値Ｉｇｆｌ，Ｉｇｆｒを検出する電流センサの検出信号が入力される。回生ＥＣＵ３２は、車両ＥＣＵ３１から与えられる指令（後述の前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊）および温度センサから入力される検出信号に基づいて、オルタネータ９Ｌ，９Ｒ、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１および降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６を制御する。 The regenerative ECU 32 receives a temperature sensor that detects the temperatures Tgl and Tgr of the alternators 9L and 9R and a detection signal of a current sensor that detects the current values Igfl and Igfr output from the alternators 9L and 9R. The regenerative ECU 32 is based on a command (front wheel regenerative target torque Tgf ^* described later) given from the vehicle ECU 31 and a detection signal inputted from the temperature sensor, the alternators 9L and 9R, the bidirectional DC-DC converter 21 and the step-down DC-DC. The converter 26 is controlled.

モータＥＣＵ３３は、車両ＥＣＵ３１から与えられる指令（たとえば、回生時は後述の後輪回生目標トルクＴｇｒ^＊）に基づいて、モータジェネレータ駆動回路７を制御し、モータジェネレータ２に供給される電力を制御する。 The motor ECU 33 controls the motor generator drive circuit 7 and controls the electric power supplied to the motor generator 2 based on a command given from the vehicle ECU 31 (for example, a rear wheel regeneration target torque Tgr ^* described later during regeneration). .

ブレーキＥＣＵ３４は、車両ＥＣＵ３１から与えられる指令（後述の前輪ブレーキ目標トルクＴｂｆ^＊および後輪ブレーキ目標トルクＴｂｒ^＊）に基づいて、ブレーキアクチュエータ３６を制御する。ブレーキアクチュエータ３６の制御により、前輪ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒから前輪８Ｌ，８Ｒに制動トルクが作用するとともに、後輪ブレーキ３８Ｌ，３８Ｒから後輪４Ｌ，４Ｒに制動トルクが作用する。 Brake ECU34, based on the command given from the vehicle ECU 31 (described later of the front wheel brake target torque Tbf ^* and rear wheel brake target torque Tbr ^*), to control the brake actuator 36. Under the control of the brake actuator 36, braking torque acts on the front wheels 8L, 8R from the front wheel brakes 37L, 37R, and braking torque acts on the rear wheels 4L, 4R from the rear wheel brakes 38L, 38R.

バッテリＥＣＵ３５は、高圧バッテリ２７の充放電量を監視しており、車両ＥＣＵ３１から与えられる指令に基づいて、高圧バッテリ２７に充電可能な電力量Ｐｉｎを車両ＥＣＵ３１に送信する。 The battery ECU 35 monitors the charge / discharge amount of the high-voltage battery 27, and transmits to the vehicle ECU 31 an electric energy Pin that can be charged to the high-voltage battery 27 based on a command given from the vehicle ECU 31.

図３は、車両の非制動時におけるオルタネータ、高圧バッテリおよび低圧バッテリ間での電力の流れを示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a flow of electric power among the alternator, the high voltage battery, and the low voltage battery when the vehicle is not braked.

車両１の非制動時には、回生ＥＣＵ３２により、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１および降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６が制御される。この制御により、高圧バッテリ２７から出力される直流電圧が双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１および降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６で降圧されて、低圧バッテリ２５の定格電圧に低下した直流電圧が低圧バッテリ２５に供給される。 When the vehicle 1 is not braked, the regenerative ECU 32 controls the bidirectional DC-DC converter 21 and the step-down DC-DC converter 26. By this control, the direct-current voltage output from the high-voltage battery 27 is stepped down by the bidirectional DC-DC converter 21 and the step-down DC-DC converter 26, and the direct-current voltage reduced to the rated voltage of the low-voltage battery 25 is supplied to the low-voltage battery 25. Is done.

図４は、車両の制動時におけるオルタネータ、高圧バッテリおよび低圧バッテリ間での電力の流れを示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of electric power between the alternator, the high voltage battery, and the low voltage battery during braking of the vehicle.

車両１の制動時には、ブレーキＥＣＵ３３により、ブレーキアクチュエータ３６が制御される。この制御により、前輪ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒから前輪８Ｌ，８Ｒに制動トルクが与えられるとともに、後輪ブレーキ３８Ｌ，３８Ｒから後輪４Ｌ，４Ｒに制動トルクが与えられる。 When the vehicle 1 is braked, the brake actuator 33 is controlled by the brake ECU 33. With this control, braking torque is applied from the front wheel brakes 37L and 37R to the front wheels 8L and 8R, and braking torque is applied from the rear wheel brakes 38L and 38R to the rear wheels 4L and 4R.

それと並行して、回生ＥＣＵ３２により、オルタネータ９Ｌ，９Ｒ、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１および降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６が制御される。この制御により、オルタネータ９Ｌ，９Ｒに界磁電流が供給され、オルタネータ９Ｌ，９Ｒにおいて、前輪８Ｌ，８Ｒの回転が電力に回生される。オルタネータ９Ｌ，９Ｒから出力される電力は、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１で昇圧されて、高圧バッテリ２７に供給されるとともに、降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６で降圧されて、低圧バッテリ２５に供給される。これにより、高圧バッテリ２７および低圧バッテリ２５が充電される。 In parallel, the regenerative ECU 32 controls the alternators 9L and 9R, the bidirectional DC-DC converter 21 and the step-down DC-DC converter 26. By this control, a field current is supplied to the alternators 9L and 9R, and the rotation of the front wheels 8L and 8R is regenerated into electric power in the alternators 9L and 9R. The electric power output from the alternators 9L and 9R is boosted by the bidirectional DC-DC converter 21 and supplied to the high voltage battery 27, and is stepped down by the step-down DC-DC converter 26 and supplied to the low voltage battery 25. . Thereby, the high voltage battery 27 and the low voltage battery 25 are charged.

図５，６は、車両ＥＣＵによって実行される制動時制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。 FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing the flow of the braking control routine executed by the vehicle ECU.

車両の制動時には、車両ＥＣＵ３１により、図５，６に示される制動時制御ルーチンが実行される。 During braking of the vehicle, the vehicle ECU 31 executes a braking control routine shown in FIGS.

ブレーキペダルが操作されると（踏まれると）、まず、ブレーキセンサおよび車速センサの検出信号が参照されて、ブレーキペダル操作量Ｂｒｋおよび車速Ｖが取得される。また、ブレーキＥＣＵ３４から車両ＥＣＵ３１に、前後輪ブレーキトルク配分比Ｒｔが入力される。さらに、バッテリＥＣＵ３５から車両ＥＣＵ３１に、バッテリ充電可能電力Ｐｉｎが入力される（ステップＳ１）。 When the brake pedal is operated (depressed), first, the brake pedal operation amount Brk and the vehicle speed V are acquired by referring to the detection signals of the brake sensor and the vehicle speed sensor. Further, the front and rear wheel brake torque distribution ratio Rt is input from the brake ECU 34 to the vehicle ECU 31. Further, the battery chargeable power Pin is input from the battery ECU 35 to the vehicle ECU 31 (step S1).

次いで、ブレーキペダル操作量Ｂｒｋおよび車速Ｖに応じた要求制動トルクＴ^＊が算出される（ステップＳ２）。 Next, a required braking torque T ^* corresponding to the brake pedal operation amount Brk and the vehicle speed V is calculated (step S2).

つづいて、要求制動トルクＴ^＊に前後輪ブレーキトルク配分比Ｒｔが乗算されることにより、前輪８Ｌ，８Ｒの制動に必要なトルクである前輪制動トルクＴｆ^＊が算出される。また、１から前後輪ブレーキトルク配分比Ｒｔを減算した値が要求制動トルクＴ^＊に乗算されることにより、後輪４Ｌ，４Ｒの制動に必要なトルクである後輪制動トルクＴｒ^＊が算出される（ステップＳ３）。 Subsequently, by multiplying the required braking torque T ^* by the front and rear wheel brake torque distribution ratio Rt, a front wheel braking torque Tf ^*, which is a torque necessary for braking the front wheels 8L and 8R, is calculated. Further, by multiplying the required braking torque T ^* by a value obtained by subtracting the front and rear wheel braking torque distribution ratio Rt from 1, the rear wheel braking torque Tr ^*, which is a torque necessary for braking the rear wheels 4L and 4R, is calculated. (Step S3).

その後、車速Ｖが予め定める閾値Ｖｒｅｆよりも大きいか否かが調べられる（ステップＳ４）。 Thereafter, it is checked whether or not the vehicle speed V is larger than a predetermined threshold value Vref (step S4).

車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆよりも大きい場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、前輪制動トルクＴｆ^＊に前輪８Ｌ，８Ｒの回転角速度ωｆおよびオルタネータ９Ｌ，９Ｒの損失ηｆが乗算されることにより、仮回生目標電力Ｐｆ^＊が算出される。また、後輪制動トルクＴｒ^＊に後輪４Ｌ，４Ｒの回転角速度ωｒおよびモータジェネレータ２の損失ηｒが乗算されることにより、仮回生目標電力Ｐｒ^＊が算出される（ステップＳ５）。 If the vehicle speed V is greater than the threshold value Vref (YES in step S4), the front wheel braking torque Tf ^* is multiplied by the rotational angular speed ωf of the front wheels 8L, 8R and the loss ηf of the alternators 9L, 9R, thereby obtaining a temporary regeneration target. Electric power Pf ^* is calculated. Further, the provisional regeneration target power Pr ^* is calculated by multiplying the rear wheel braking torque Tr ^* by the rotational angular velocity ωr of the rear wheels 4L and 4R and the loss ηr of the motor generator 2 (step S5).

次いで、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの回生可能電力（ガード値）Ｐｆｍａｘおよびモータジェネレータ２の回生可能電力（ガード値）Ｐｒｍａｘが予め作成されたマップから読み出される（ステップＳ６）。 Next, the regenerative power (guard value) Pfmax of the alternators 9L and 9R and the regenerative power (guard value) Prmax of the motor generator 2 are read out from a previously created map (step S6).

そして、仮回生目標電力Ｐｆ^＊と回生可能電力Ｐｆｍａｘとが比較されて、仮回生目標電力Ｐｆ^＊および回生可能電力Ｐｆｍａｘのうちの小さい方の値がオルタネータ９Ｌ，９Ｒで回生されるべき電力である回生目標電力Ｐｇｆ^＊に決定される。また、仮回生目標電力Ｐｒ^＊と回生可能電力Ｐｒｍａｘとが比較されて、仮回生目標電力Ｐｒ^＊および回生可能電力Ｐｒｍａｘのうちの小さい方の値がモータジェネレータ２で回生されるべき電力であるの回生目標電力Ｐｇｒ^＊に決定される（ステップＳ７）。 Then, the temporary regeneration target power Pf ^* and the regenerative power Pfmax are compared, and the smaller value of the temporary regeneration target power Pf ^* and the regenerative power Pfmax is the power to be regenerated by the alternators 9L and 9R. The regeneration target power Pgf ^* is determined. Further, the temporary regeneration target power Pr ^* and the regenerative power Prmax are compared, and the smaller value of the temporary regeneration target power Pr ^* and the regenerative power Prmax is the power to be regenerated by the motor generator 2. The regeneration target power Pgr ^* is determined (step S7).

その後、オルタネータ９Ｌ，９Ｒでの回生目標電力Ｐｇｆ^＊とモータジェネレータ２での回生目標電力Ｐｇｒ^＊との加算値Ｐｇｆ^＊＋Ｐｇｒ^＊がバッテリ充電可能電力Ｐｉｎよりも小さいか否かが判断される（図６のステップＳ８）。 Thereafter, the alternator 9 L, regenerated target power Pgf ^* and whether the sum of the regenerative target power Pgr ^* of the motor-generator 2 ^Pgf ^* + Pgr * is smaller than the battery chargeable power Pin in 9R is determined (Fig. 6 step S8).

加算値Ｐｇｆ^＊＋Ｐｇｒ^＊がバッテリ充電可能電力Ｐｉｎよりも小さい場合には（ステップＳ８のＹＥＳ）、回生目標電力Ｐｇｆ^＊が回転角速度ωｆおよび損失ηｆの乗算値ωｆ×ηｆで除されることにより、オルタネータ９Ｌ，９Ｒから前輪８Ｌ，８Ｒに作用すべきトルクである前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊が算出される。また、回生目標電力Ｐｒｇ^＊が回転角速度ωｒおよび損失ηｒの乗算値ωｒ×ηｒで除されることにより、モータジェネレータ２から後輪４Ｌ，４Ｒに作用すべきトルクである後輪回生目標トルクＴｇｒ^＊が算出される（ステップＳ９）。 When the added value Pgf ^* + Pgr ^* is smaller than the battery chargeable power Pin (YES in step S8), the regenerative target power Pgf ^* is divided by the multiplication value ωf × ηf of the rotation angular velocity ωf and the loss ηf, A front wheel regeneration target torque Tgf ^*, which is a torque to be applied to the front wheels 8L, 8R, is calculated from the alternators 9L, 9R. Further, the regeneration target power Prg ^* is divided by the multiplication value ωr × ηr of the rotational angular velocity ωr and the loss ηr, whereby the rear wheel regeneration target torque Tgr ^*, which is the torque that should be applied from the motor generator 2 to the rear wheels 4L and 4R ^. Is calculated (step S9).

一方、加算値Ｐｇｆ^＊＋Ｐｇｒ^＊がバッテリ充電可能電力Ｐｉｎ以上である場合には（ステップＳ８のＮＯ）、バッテリ充電可能電力Ｐｉｎに応じた分配係数ｋが予め作成された回生分配効率マップから読み出される（ステップＳ１０）。 On the other hand, when the added value Pgf ^* + Pgr ^* is equal to or greater than the battery chargeable power Pin (NO in step S8), the distribution coefficient k corresponding to the battery chargeable power Pin is read from the regenerative distribution efficiency map created in advance. (Step S10).

そして、バッテリ充電可能電力Ｐｉｎと分配係数ｋの乗算値Ｐｉｎ×ｋが回転角速度ωｆおよび損失ηｆの乗算値ωｆ×ηｆで除されることにより、オルタネータ９Ｌ，９Ｒから前輪８Ｌ，８Ｒに作用すべきトルクである前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊が算出される。また、１から分配係数ｋを減算して得られる値とバッテリ充電可能電力Ｐｉｎとの乗算値Ｐｉｎ×（１−ｋ）が回転角速度ωｆおよび損失ηｆの乗算値ωｆ×ηｆで除されることにより、モータジェネレータ２から後輪４Ｌ，４Ｒに作用すべきトルクである後輪回生目標トルクＴｇｒ^＊が算出される（ステップＳ１１）。 Then, the multiplication value Pin × k of the battery chargeable power Pin and the distribution coefficient k is divided by the multiplication value ωf × ηf of the rotation angular velocity ωf and the loss ηf, so that the alternators 9L and 9R should act on the front wheels 8L and 8R. A front wheel regeneration target torque Tgf ^*, which is a torque, is calculated. Further, a product value Pin × (1−k) obtained by subtracting the distribution coefficient k from 1 and the battery chargeable power Pin is divided by a product value ωf × ηf of the rotational angular velocity ωf and the loss ηf. Then, the rear wheel regeneration target torque Tgr ^*, which is the torque to be applied to the rear wheels 4L and 4R from the motor generator 2, is calculated (step S11).

こうして、前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊および後輪回生目標トルクＴｇｒ^＊が算出されると、前輪制動トルクＴｆ^＊から前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊が減算されることにより、前輪ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒから前輪８Ｌ，８Ｒに作用すべき制動トルクである前輪ブレーキ目標トルクＴｂｆ^＊が算出される。また、後輪制動トルクＴｒ^＊から後輪回生目標トルクＴｇｒ^＊が減算されることにより、後輪ブレーキ３８Ｌ，３８Ｒから後輪４Ｌ，４Ｒに作用すべき後輪ブレーキ目標トルクＴｂｒ^＊が算出される（ステップＳ１２）。 Thus, when the front wheel regeneration target torque Tgf ^* and the rear wheel regeneration target torque Tgr ^* are calculated, the front wheel regeneration target torque Tgf ^* is subtracted from the front wheel braking torque Tf ^*, whereby the front wheels 8L, A front wheel brake target torque Tbf ^*, which is a braking torque to be applied to 8R, is calculated. Further, by the rear wheel braking torque Tr ^* rear from wheel regenerative target torque Tgr ^* is subtracted, the rear wheel brake 38L, rear wheels 4L from 38R, the rear wheel brake target torque Tbr ^* to be applied to 4R is calculated (Step S12).

また、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下である場合には（図５のステップＳ４のＮＯ）、前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊および後輪回生目標トルクＴｇｒ^＊が０に設定される（ステップＳ１３）。また、前輪ブレーキ目標トルクＴｂｆ^＊および後輪ブレーキ目標トルクＴｂｒ^＊がそれぞれ前輪制動トルクＴｆ^＊および後輪制動トルクＴｒ^＊に設定される（ステップＳ１４）。 When the vehicle speed V is equal to or lower than the threshold value Vref (NO in step S4 in FIG. 5), the front wheel regeneration target torque Tgf ^* and the rear wheel regeneration target torque Tgr ^* are set to 0 (step S13). Further, the front wheel brake target torque Tbf ^* and the rear wheel brake target torque Tbr ^* are set to the front wheel braking torque Tf ^* and the rear wheel braking torque Tr ^* , respectively (step S14).

そして、車両ＥＣＵ３１から回生ＥＣＵ３２に、前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊が送信される。また、車両ＥＣＵ３１からモータＥＣＵ３３に、後輪回生目標トルクＴｇｒ^＊が送信される。さらに、車両ＥＣＵ３１からブレーキＥＣＵ３４に、前輪ブレーキ目標トルクＴｂｆ^＊および後輪ブレーキ目標トルクＴｂｒ^＊が送信される（図６のステップＳ１５）。 Then, front wheel regeneration target torque Tgf ^* is transmitted from vehicle ECU 31 to regeneration ECU 32. Further, rear wheel regeneration target torque Tgr ^* is transmitted from vehicle ECU 31 to motor ECU 33. Further, front wheel brake target torque Tbf ^* and rear wheel brake target torque Tbr ^* are transmitted from vehicle ECU 31 to brake ECU 34 (step S15 in FIG. 6).

図７は、回生ＥＣＵによって実行されるオルタネータ制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a flow of an alternator control routine executed by the regenerative ECU.

車両ＥＣＵ３１から回生ＥＣＵ３２に前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊が入力されると、回生ＥＣＵ３２により、図７に示されるオルタネータ制御ルーチンが実行される。 When the front wheel regeneration target torque Tgf ^* is input from the vehicle ECU 31 to the regeneration ECU 32, the regeneration ECU 32 executes an alternator control routine shown in FIG.

オルタネータ制御ルーチンでは、まず、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの目標発電電圧Ｖｇが設定される（ステップＳ２１）。目標発電電圧Ｖｇは、高圧バッテリ２７の定格電圧以下かつ低圧バッテリ２５の定格電圧以上の範囲内で設定される。 In the alternator control routine, first, the target generated voltage Vg of the alternators 9L and 9R is set (step S21). The target power generation voltage Vg is set within a range equal to or lower than the rated voltage of the high voltage battery 27 and equal to or higher than the rated voltage of the low voltage battery 25.

次に、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの出力電流指令値Ｉｇｆｌ^＊，Ｉｇｆｒ^＊が算出される（ステップＳ２２）。すなわち、前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊の１／２の値に前輪８Ｌ，８Ｒの回転角速度ωｆおよびオルタネータ９Ｌ，９Ｒの損失ηｆが乗算され、その乗算値（Ｔｇｆ^＊×１／２）×ωｆ×ηｆが目標発電電圧Ｖｇで徐されることにより、出力電流指令値Ｉｇｆｌ^＊，Ｉｇｆｒ^＊が算出される。 Next, output current command values Igfl ^* and Igfr ^{* of} the alternators 9L and 9R are calculated (step S22). That is, the value 1/2 of the front wheel regeneration target torque Tgf ^* is multiplied by the rotational angular velocity ωf of the front wheels 8L, 8R and the loss ηf of the alternators 9L, 9R, and the multiplied value (Tgf ^* × 1/2) × ωf × ηf Is gradually reduced at the target power generation voltage Vg, and the output current command values Igfl ^* and Igfr ^* are calculated.

つづいて、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの回転角速度ωｇ、出力電流指令値Ｉｇｆｌ^＊，Ｉｇｆｒ^＊およびオルタネータ温度Ｔｇｌ，Ｔｇｒに基づいて、オルタネータ９Ｌ，９Ｒに供給されるべき界磁電流値（目標界磁電流値）Ｉｆｌ，Ｉｆｒが算出される（ステップＳ２３）。 Subsequently, based on the rotation angular velocity ωg of the alternators 9L and 9R, the output current command values Igfl ^* and Igfr ^*, and the alternator temperatures Tgl and Tgr, the field current value (target field current value to be supplied to the alternators 9L and 9R). ) Ifl and Ifr are calculated (step S23).

回転角速度ωｇは、前輪８Ｌ，８Ｒの回転角速度ωｆがギヤボックス１４内に収容されているギヤ列による変速比（１／２０〜１／１０）で除されることにより算出される。 The rotational angular velocity ωg is calculated by dividing the rotational angular velocity ωf of the front wheels 8L and 8R by the gear ratio (1/20 to 1/10) by the gear train accommodated in the gear box 14.

その後、出力電流指令値Ｉｇｆｌ^＊とオルタネータ９Ｌから実際に出力されている電流値Ｉｇｆｌとの偏差に基づいてＰＩ（Proportional-Integral：比例積分）制御演算が行われる。そして、目標界磁電流値ＩｆｌとそのＰＩ制御演算値とが加算されて、界磁電流指令値Ｉｆｌ^＊が設定される。また、出力電流指令値Ｉｇｆｒ^＊とオルタネータ９Ｒから実際に出力されている電流値Ｉｇｆｒとの偏差に基づいてＰＩ制御演算が行われる。そして、目標界磁電流値ＩｆｒとそのＰＩ制御演算値とが加算されて、界磁電流指令値Ｉｆｒ^＊が設定される（ステップＳ２４）。 Thereafter, PI (Proportional-Integral) control calculation is performed based on the deviation between the output current command value Igfl ^* and the current value Igfl actually output from the alternator 9L. Then, the target field current value Ifl and its PI control calculation value are added to set a field current command value Ifl ^* . Further, the PI control calculation is performed based on the deviation between the output current command value Igfr ^* and the current value Igfr actually output from the alternator 9R. Then, the target field current value Ifr and its PI control calculation value are added to set the field current command value Ifr ^* (step S24).

こうして、界磁電流指令値Ｉｆｌ^＊，Ｉｆｒ^＊が設定されると、界磁電流指令値Ｉｆｌ^＊，Ｉｆｒ^＊に応じた界磁電流がそれぞれオルタネータ９Ｌ，９Ｒに供給される（ステップＳ２５）。その結果、オルタネータ９Ｌ，９Ｒから目標発電電圧Ｖｇが出力されるとともに、オルタネータ９Ｌ，９Ｒから前輪８Ｌ，８Ｒに前輪回生目標トルクＴｇｆ^＊のトルクが作用する。 Thus, when field current command values Ifl ^* and Ifr ^* are set, field currents corresponding to field current command values Ifl ^* and Ifr ^* are supplied to alternators 9L and 9R, respectively (step S25). As a result, the target power generation voltage Vg is output from the alternators 9L and 9R, and the torque of the front wheel regeneration target torque Tgf ^* acts on the front wheels 8L and 8R from the alternators 9L and 9R.

以上のように、車両１の加速時には、高圧バッテリ２７からモータジェネレータ２に電力が供給されて、モータジェネレータ２から出力される駆動力が後輪４Ｌ，４Ｒに伝達される。前輪８Ｌ，８Ｒに関連して、オルタネータ９Ｌ，９Ｒが設けられている。車両１の制動時には、モータジェネレータ２により、後輪４Ｌ，４Ｒの動力が電力に回生されるとともに、オルタネータ９Ｌ，９Ｒにより、前輪８Ｌ，８Ｒの動力が電力に回生される。 As described above, when the vehicle 1 is accelerated, electric power is supplied from the high voltage battery 27 to the motor generator 2 and the driving force output from the motor generator 2 is transmitted to the rear wheels 4L and 4R. Alternators 9L and 9R are provided in association with the front wheels 8L and 8R. When the vehicle 1 is braked, the power of the rear wheels 4L and 4R is regenerated to electric power by the motor generator 2, and the power of the front wheels 8L and 8R is regenerated to electric power by the alternators 9L and 9R.

オルタネータ９Ｌ，９Ｒには、前輪８Ｌ，８Ｒの回転がその回転速度を高めて伝達される。これにより、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの発電効率を向上させることができる。 The rotations of the front wheels 8L and 8R are transmitted to the alternators 9L and 9R at an increased rotational speed. Thereby, the power generation efficiency of the alternators 9L and 9R can be improved.

オルタネータ９Ｌ，９Ｒに供給される界磁電流は、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの発電電圧が高圧バッテリ２７の定格電圧以下かつ低圧バッテリ２５の定格電圧以上となるように制御される。そして、高圧バッテリ２７と低圧バッテリ２５およびオルタネータ９Ｌ，９Ｒとの間には、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１が介在されている。 The field current supplied to the alternators 9L and 9R is controlled so that the generated voltage of the alternators 9L and 9R is equal to or lower than the rated voltage of the high voltage battery 27 and equal to or higher than the rated voltage of the low voltage battery 25. A bidirectional DC-DC converter 21 is interposed between the high voltage battery 27, the low voltage battery 25, and the alternators 9L and 9R.

高圧バッテリ２７とオルタネータ９Ｌ，９Ｒとの間に双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１が介在されているので、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１により、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの発電電圧（直流電圧）を高圧バッテリ２７の定格電圧に昇圧し、その定格電圧で高圧バッテリ２７を充電することができる。その結果、前輪８Ｌ，８Ｒの運動エネルギーが無駄にならず、燃費の向上を図ることができる。 Since the bidirectional DC-DC converter 21 is interposed between the high voltage battery 27 and the alternators 9L, 9R, the bidirectional DC-DC converter 21 supplies the generated voltage (DC voltage) of the alternators 9L, 9R to the high voltage battery 27. The high voltage battery 27 can be charged at the rated voltage. As a result, the kinetic energy of the front wheels 8L and 8R is not wasted, and the fuel consumption can be improved.

また、高圧バッテリ２７と低圧バッテリ２５との間に双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１が介在されているので、高圧バッテリ２７から出力される直流電圧を低圧バッテリ２５の定格電圧に降圧し、その定格電圧で低圧バッテリ２５を充電することができる。 In addition, since the bidirectional DC-DC converter 21 is interposed between the high voltage battery 27 and the low voltage battery 25, the DC voltage output from the high voltage battery 27 is stepped down to the rated voltage of the low voltage battery 25, and the rated voltage Thus, the low voltage battery 25 can be charged.

このように、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの発電電圧で高圧バッテリ２７を充電することができ、かつ、高圧バッテリ２７の出力電圧で低圧バッテリ２５を充電することができるので、高圧バッテリ２７、低圧バッテリ２５およびオルタネータ９Ｌ，９Ｒを含む電気回路は適切に設計されていると言える。 Thus, the high voltage battery 27 can be charged with the generated voltage of the alternators 9L and 9R, and the low voltage battery 25 can be charged with the output voltage of the high voltage battery 27, so that the high voltage battery 27, the low voltage battery 25, and It can be said that the electric circuit including the alternators 9L and 9R is appropriately designed.

車両１の制動時には、前輪８Ｌ，８Ｒに相対的に大きい荷重がかかる前荷重となる。車両１の制動時に、オルタネータ９Ｌ，９Ｒから前輪８Ｌ，８Ｒに回生制動トルクを作用させることができるので、モータジェネレータ２に供給される界磁電流を増加させて、後輪４Ｌ，４Ｒに作用する回生制動トルクを増大させても、前輪８Ｌ，８Ｒおよび後輪４Ｌ，４Ｒに付与される制動トルクの比率を適切な比率（たとえば、７：３）に保つことができる。その結果、車両１を良好に制動させることができながら、モータジェネレータ２およびオルタネータ９Ｌ，９Ｒから大きな電力を発生させることができる。 When the vehicle 1 is braked, a front load is applied to the front wheels 8L and 8R with a relatively large load. When the vehicle 1 is braked, regenerative braking torque can be applied to the front wheels 8L, 8R from the alternators 9L, 9R, so that the field current supplied to the motor generator 2 is increased and applied to the rear wheels 4L, 4R. Even if the regenerative braking torque is increased, the ratio of the braking torque applied to the front wheels 8L and 8R and the rear wheels 4L and 4R can be maintained at an appropriate ratio (for example, 7: 3). As a result, large electric power can be generated from the motor generator 2 and the alternators 9L and 9R while the vehicle 1 can be braked satisfactorily.

また、低圧バッテリ２５とオルタネータ９Ｌ，９Ｒとの間に、オルタネータ９Ｌ，９Ｒから低圧バッテリ２５に供給される電圧を降圧するための降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６が介在されている。 Further, a step-down DC-DC converter 26 for stepping down a voltage supplied from the alternators 9L, 9R to the low-voltage battery 25 is interposed between the low-voltage battery 25 and the alternators 9L, 9R.

降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６により、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの発電電圧を（直流電圧）を低圧バッテリ２５の定格電圧に降圧し、その定格電圧で低圧バッテリ２５を充電することができる。よって、オルタネータ９Ｌ，９Ｒから出力される電力を高圧バッテリ２７および低圧バッテリ２５に分散して供給することができる。 By the step-down DC-DC converter 26, the generated voltage of the alternators 9L and 9R can be stepped down to the rated voltage of the low voltage battery 25 and the low voltage battery 25 can be charged with the rated voltage. Therefore, the electric power output from the alternators 9L and 9R can be distributed and supplied to the high voltage battery 27 and the low voltage battery 25.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.

たとえば、前輪シャフト１２とオルタネータ９Ｌ，９Ｒの回転軸１８とがギヤ列を介して連結される構成を取り上げたが、これに限らず、前輪シャフト１２とオルタネータ９Ｌ，９Ｒの回転軸１８とは、ベルトおよびプーリを介して連結されてもよい。 For example, the configuration in which the front wheel shaft 12 and the rotation shafts 18 of the alternators 9L and 9R are connected via a gear train has been taken up, but the present invention is not limited to this. It may be connected via a belt and a pulley.

また、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの引きずり損失が十分に小さい場合は、クラッチ１７を削除してもよい。 Further, when the drag loss of the alternators 9L and 9R is sufficiently small, the clutch 17 may be deleted.

また、降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２６に代えて、半導体スイッチを用いてもよい。オルタネータ９Ｌ，９Ｒの発電電圧を低圧バッテリ２５の定格電圧に制御する場合、または、オルタネータ９Ｌ，９Ｒの発電電圧を双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１で低圧バッテリ２５の定格電圧に降圧する場合に、半導体スイッチをオンにして、低圧バッテリ２５を充電することができる。 Further, a semiconductor switch may be used instead of the step-down DC-DC converter 26. When the generated voltage of the alternators 9L and 9R is controlled to the rated voltage of the low voltage battery 25, or when the generated voltage of the alternators 9L and 9R is reduced to the rated voltage of the low voltage battery 25 by the bidirectional DC-DC converter 21, The low voltage battery 25 can be charged by turning on the switch.

本発明に係る電力回生システムは、後輪４Ｌ，４Ｒを駆動輪とする車両１に限らず、図８に示されるように、前輪８Ｌ，８Ｒを駆動輪とする車両８１に備えられてもよい。この場合、前輪８Ｌ，８Ｒが前輪シャフト８２で連結されて、モータジェネレータ２の回転軸は、ギヤボックス８３に収容されたギヤ列を介して、前輪シャフト８２に固定されたギヤ８４と連結される。また、オルタネータ８５が設けられて、後輪４Ｌ，４Ｒが後輪シャフト８６で連結されて、オルタネータ８５の回転軸は、クラッチ８７およびギヤボックス８８に収容されたギヤ列を介して、後輪シャフト８６に連結される。クラッチ８７は、図１に示されるクラッチ１７と同じ機能を有する。 The power regeneration system according to the present invention is not limited to the vehicle 1 having the rear wheels 4L and 4R as driving wheels, but may be provided in a vehicle 81 having front wheels 8L and 8R as driving wheels as shown in FIG. . In this case, the front wheels 8L and 8R are connected by the front wheel shaft 82, and the rotation shaft of the motor generator 2 is connected to the gear 84 fixed to the front wheel shaft 82 via the gear train accommodated in the gear box 83. . Further, an alternator 85 is provided, and the rear wheels 4L and 4R are connected by a rear wheel shaft 86. The rotating shaft of the alternator 85 is connected to the rear wheel shaft via a gear train accommodated in the clutch 87 and the gear box 88. 86. The clutch 87 has the same function as the clutch 17 shown in FIG.

また、本発明に係る電力回生システムは、モータジェネレータ２を駆動源とする車両１（電気自動車）に限らず、図９に示されるように、エンジン９１およびモータジェネレータ９２を駆動源とする車両９３（ハイブリッドカー）に備えられてもよい。エンジン９１およびモータジェネレータ９２の出力は、たとえば、変速機９３を介して、後輪４Ｌ，４Ｒを連結する後輪シャフト９４に伝達される。車両９３には、マイクロコンピュータを含む構成のエンジンＥＣＵ９５が備えられており、エンジン９１は、エンジンＥＣＵ９５により、車両ＥＣＵ３１からエンジンＥＣＵ９５に与えられる指令に基づいて制御される。 Further, the power regeneration system according to the present invention is not limited to the vehicle 1 (electric vehicle) using the motor generator 2 as a drive source, but as shown in FIG. 9, the vehicle 93 using the engine 91 and the motor generator 92 as drive sources. (Hybrid car) may be provided. The outputs of the engine 91 and the motor generator 92 are transmitted to the rear wheel shaft 94 that connects the rear wheels 4L and 4R via the transmission 93, for example. The vehicle 93 is provided with an engine ECU 95 including a microcomputer, and the engine 91 is controlled by the engine ECU 95 based on a command given from the vehicle ECU 31 to the engine ECU 95.

なお、図８，９において、図１に示される各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。また、その同一の参照符号が付された部分についての説明を省略する。 8 and 9, parts corresponding to the respective parts shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those of the respective parts. In addition, the description of the parts with the same reference numerals is omitted.

さらにまた、本発明に係る電力回生システムは、前輪駆動方式のハイブリッドカーに適用されてもよい。 Furthermore, the power regeneration system according to the present invention may be applied to a front-wheel drive hybrid car.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

１車両
２モータジェネレータ
４Ｌ後輪
４Ｒ後輪
８Ｌ前輪
８Ｒ前輪
９Ｌオルタネータ（発電機）
９Ｒオルタネータ（発電機）
２１双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ
２５低圧バッテリ
２６降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ（降圧コンバータ）
２７高圧バッテリ
３１車両ＥＣＵ（発電制御手段）
３２回生ＥＣＵ（発電制御手段） 1 Vehicle 2 Motor Generator 4L Rear Wheel 4R Rear Wheel 8L Front Wheel 8R Front Wheel 9L Alternator (Generator)
9R alternator (generator)
21 Bidirectional DC-DC converter 25 Low voltage battery 26 Step-down DC-DC converter (Step-down converter)
27 High-voltage battery 31 Vehicle ECU (power generation control means)
32 regenerative ECU (power generation control means)

Claims

One of the front wheels and the rear wheels is used as a drive wheel to which the driving force from the motor generator is transmitted, and the other wheel is a driven wheel to which the driving force is not transmitted, and kinetic energy is regenerated into electric power when braking the vehicle. A power regeneration system,
A high voltage battery in which electric power supplied to the motor generator is stored;
A low voltage battery having a lower rated voltage than the high voltage battery;
The generator is configured such that rotation of the driven wheel is transmitted at an increased rotational speed, and the power of the driven wheel is regenerated into electric power;
A bidirectional DC-DC converter interposed between the high voltage battery, the low voltage battery and the generator;
Power generation control means for controlling a field current supplied to the generator so that a power generation voltage of the generator is equal to or lower than a rated voltage of the high voltage battery and equal to or higher than a rated voltage of the low voltage battery during braking of the vehicle; Including power regeneration system.

The power regeneration system according to claim 1, wherein the driven wheel is the front wheel of the vehicle.

The power regeneration system according to claim 1 or 2, further comprising a step-down converter interposed between the low-voltage battery and the generator and for stepping down a voltage supplied from the generator to the low-voltage battery.